Prinzip der gesteuerten Schaltvorgänge (CS) in Schaltgeräten

Verfahren der gesteuerten Schaltvorgänge (CS)

Gesteuerte Schaltvorgänge (CS) sind eine Technik, die zur Eliminierung schädlicher Transienten eingesetzt wird, indem die Schaltvorgänge von Leistungsschaltern (CBs) präzise zeitlich gesteuert werden. Die Befehle zum Schließen oder Öffnen des CBs werden so verzögert, dass die Kontakte bei einem optimalen Phasenwinkel schließen oder trennen, wodurch Transiente minimiert werden.

Grundprinzipien:

• Nullüberquerung der Spannung beim Schließen: Um Schalttransiente zu vermeiden, sollte der Kontaktidealsweise bei der Nullüberquerung der Spannung geschlossen werden. Dies stellt sicher, dass der Strom beginnt, wenn die Spannung minimal ist, und reduziert Einlaufströme und damit verbundene Transiente.

• Umgehung von Schutzbefehlen: Wenn ein gesteuerter Öffnungsvorgang angewendet wird, ist es entscheidend, dass alle Schutzbefehle, insbesondere diejenigen, die während Störungsunterbrechungen ausgelöst werden, den gesteuerten Schaltcontroller umgehen. Dies stellt sicher, dass das System schnell auf Störungen reagieren kann, ohne Verzögerung.

• Beispielszenario: Einspeisen eines Kondensatorbänkels

• Eingangsbe fehl: Wenn ein Kondensatorbänkel eingespeist werden muss, wird ein Eingangs befehl an den gesteuerten Schaltcontroller gesendet.

• Referenzzeitpunkt: Der Controller bestimmt einen Referenzzeitpunkt basierend auf dem Phasenwinkel der Busbarspannung.

• Wartezeitberechnung: Nach Berechnung einer intern erzeugten Wartezeit gibt der Controller einen Schließbefehl an den CB ab.

• Zeitpunkt des Schließbefehls: Der genaue Zeitpunkt des Schließbefehls wird unter Berücksichtigung sowohl der vorhersagbaren Schließzeit des CB als auch des Zielpunktes für das Schließen (in der Regel die Nullüberquerung der Spannung) bestimmt.

• Diese Parameter sind im Controller vorprogrammiert.

• Minimierung von Transienten: Der CB schließt dann zum korrekten Zeitpunkt, wodurch Schalttransiente minimiert werden.

Zeitablauf bei gesteuerten Schaltvorgängen

Die folgenden Schritte beschreiben die Abfolge von Ereignissen bei gesteuerten Schaltvorgängen für eine einzelne Phase eines Leistungsschalters:

• Initiale Befehle: Es wird ein Eingangsbe fehl empfangen, um den CB entweder zu schließen oder zu öffnen.

• Phasenwinkelerkennung: Der Controller erkennt den Phasenwinkel der Busbarspannung.

• Wartezeit: Der Controller berechnet und wartet die passende interne Verzögerung ab.

• Ausgabe des Schließbefehls: Sobald die berechnete Wartezeit abgelaufen ist, sendet der Controller einen Schließbefehl an den CB.

• Kontaktschluss: Der CB schließt den Kontakt zum vorgegebenen optimalen Zeitpunkt (Nullüberquerung der Spannung), wodurch Transiente minimiert werden.

Visuelle Darstellung

Ein Diagramm würde in der Regel den Zeitablauf bei gesteuerten Schaltvorgängen zeigen und die Beziehung zwischen dem Spannungsverlauf der Busbar, der internen Wartezeit und dem präzisen Zeitpunkt des Kontaktschlusses hervorheben.